ປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນ

ປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນ: ແຫຼ່ງພະລັງງານຂອງອະນາຄົດ

ປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນນິວເຄລຍສ໌ແມ່ນໜຶ່ງໃນຂົງເຂດທີ່ໜ້າສົນໃຈ ແລະ ມີທ່າແຮງທີ່ຈະປະຕິວັດທີ່ສຸດໃນຟີຊິກສາດສະໄໝໃໝ່. ເວົ້າງ່າຍໆ, ປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນແມ່ນຂະບວນການທີ່ນິວເຄຼຍສ໌ອະຕອມສອງອັນທີ່ມີນ້ຳໜັກເບົາລວມກັນເພື່ອສ້າງນິວເຄຼຍສ໌ທີ່ໜັກກວ່າ, ພ້ອມກັບການປ່ອຍພະລັງງານຈຳນວນມະຫາສານ. ເຖິງແມ່ນວ່າປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກກັນມາດົນແລ້ວສຳລັບນັກວິທະຍາສາດ, ແຕ່ສິ່ງທ້າທາຍດ້ານເຕັກໂນໂລຢີໃນການຄວບຄຸມພວກມັນໃຫ້ເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່ປອດໄພ ແລະ ຍືນຍົງຍັງຄົງເປັນເປົ້າໝາຍທີ່ທະເຍີທະຍານທົ່ວໂລກ.

ຫຼັກການພື້ນຖານຂອງປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນ

ໃນການລວມຕົວຂອງນິວເຄຼຍ, ນິວເຄຼຍສອງອັນ, ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນໄອໂຊໂທບໄຮໂດຣເຈນເຊັ່ນ: ດີວເຕີຣຽມ ແລະ ໄຕຣຕຽມ, ຕຳກັນດ້ວຍຄວາມໄວສູງຈົນເຮັດໃຫ້ແຮງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າທີ່ປົກກະຕິແລ້ວແຍກອອກຈາກກັນຖືກເອົາຊະນະ. ດ້ວຍເຫດນີ້, ນິວເຄຼຍທັງສອງຈະລວມຕົວກັນເພື່ອສ້າງນິວເຄຼຍຮີລຽມ ແລະ ນິວຕຣອນອິດສະຫຼະ, ພ້ອມກັບການປ່ອຍພະລັງງານມະຫາສານ. ພະລັງງານນີ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍອີງໃສ່ຫຼັກການຂອງໄອນ໌ສະໄຕນ໌ E=mc², ບ່ອນທີ່ມວນສານໃດໆທີ່ສູນເສຍໄປໃນຂະບວນການຈະຖືກປ່ຽນເປັນພະລັງງານ.

ປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນທີ່ພົບເລື້ອຍທີ່ສຸດໃນປະຈຸບັນທີ່ກຳລັງພັດທະນາສຳລັບການນຳໃຊ້ພະລັງງານແມ່ນປະຕິກິລິຍາລະຫວ່າງດິວເຕີຣຽມ ແລະ ທຣິຕຽມ:

²H + ³H → ⁴He + n + 17.6 MeV

ປະຕິກິລິຍານີ້ຜະລິດຮີລຽມ-4 ທີ່ໝັ້ນຄົງ ແລະ ນິວຕຣອນທີ່ມີພະລັງງານທັງໝົດປະມານ 17,6 MeV (ເມກາເອເລັກຕຣອນໂວນ).

ທ່າແຮງຂອງພະລັງງານຟິວຊັນ

ຂໍ້ໄດ້ປຽບຕົ້ນຕໍຂອງພະລັງງານທີ່ຜະລິດຜ່ານປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນແມ່ນຜົນຜະລິດພະລັງງານອັນມະຫາສານຂອງມັນ. ເຊື້ອໄຟຟິວຊັນໜຶ່ງກຣາມສາມາດຜະລິດໄດ້ເທົ່າກັບການເຜົາໄໝ້ເຊື້ອໄຟຟອດຊິວຫຼາຍໂຕນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເຊື້ອໄຟສຳລັບປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນຄື ດິວເຕີຣຽມ ແລະ ໄຕຣຕຽມ ແມ່ນມີຢູ່ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ດິວເຕີຣຽມສາມາດໄດ້ມາຈາກນ້ຳທະເລ, ແລະ ໄຕຣຕຽມສາມາດຜະລິດໄດ້ຈາກລິທຽມ, ເຊິ່ງຍັງມີຢູ່ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນເປືອກໂລກ.

ພະລັງງານຟິວຊັນຍັງມີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສຳຄັນອື່ນໆ, ເຊັ່ນວ່າບໍ່ໄດ້ຜະລິດອາຍພິດເຮືອນແກ້ວ ຫຼື ມົນລະພິດທາງອາກາດອື່ນໆ, ບໍ່ຄືກັບໂຮງງານໄຟຟ້າເຊື້ອໄຟຟອດຊິວ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນບໍ່ໄດ້ຜະລິດສິ່ງເສດເຫຼືອກຳມັນຕະພາບລັງສີໃນໄລຍະຍາວຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍຄືກັບເຕົາປະຕິກອນຟິຊຊັນ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ພະລັງງານຟິວຊັນເປັນຕົວເລືອກທີ່ເຂັ້ມແຂງເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານໃນອະນາຄົດທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຂອງໂລກໂດຍບໍ່ທຳລາຍສິ່ງແວດລ້ອມ.

ສິ່ງທ້າທາຍດ້ານເຕັກໂນໂລຊີການລວມຕົວ

ເຖິງວ່າຈະມີທ່າແຮງອັນໃຫຍ່ຫຼວງຂອງພະລັງງານຟິວຊັນ, ແຕ່ສິ່ງທ້າທາຍດ້ານເຕັກໂນໂລຢີ ແລະ ວິສະວະກຳທີ່ຕ້ອງເອົາຊະນະແມ່ນມີຄວາມສັບສົນ. ໜຶ່ງໃນສິ່ງທ້າທາຍທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດແມ່ນການບັນລຸເງື່ອນໄຂທີ່ປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນສາມາດດຳເນີນໄປຢ່າງຍືນຍົງ ແລະ ມີປະສິດທິພາບ. ສິ່ງນີ້ຕ້ອງການອຸນຫະພູມສູງຫຼາຍ (ຫຼາຍສິບຫາຫຼາຍຮ້ອຍລ້ານອົງສາເຊນຊຽດ) ເພື່ອເອົາຊະນະແຮງກະແທກແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າລະຫວ່າງນິວເຄຼຍຂອງອະຕອມ.

ເພື່ອໃຫ້ບັນລຸອຸນຫະພູມ ແລະ ຄວາມກົດດັນທີ່ຕ້ອງການ, ມີສອງວິທີການຫຼັກທີ່ກຳລັງພັດທະນາຄື: ການລວມຕົວທາງຄວາມຮ້ອນນິວເຄຼຍແບບเฉื่อย ແລະ ການລວມຕົວທາງຄວາມຮ້ອນນິວເຄຼຍທີ່ຄວບຄຸມດ້ວຍແມ່ເຫຼັກ.

1. ການປະສົມປະສານແບບเฉื่อยชา: ໃນວິທີການນີ້, ເມັດເຊື້ອໄຟຂະໜາດນ້ອຍ (ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນ deuterium-tritium) ຖືກຍິງອອກຈາກຫຼາຍທິດທາງໂດຍເລເຊີ ຫຼື ລຳແສງໄອອອນທີ່ມີພະລັງ. ຄວາມກົດດັນ ແລະ ອຸນຫະພູມສູງຫຼາຍທີ່ເກີດຂຶ້ນເຮັດໃຫ້ເກີດການປະສົມປະສານນິວເຄຼຍ. ເຖິງແມ່ນວ່າຈະມີຄວາມຄືບໜ້າຫຼາຍ, ແຕ່ປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານຂອງຂະບວນການນີ້ ແລະ ການຄວບຄຸມປະຕິກິລິຍາຍັງຄົງເປັນສິ່ງທ້າທາຍ.

2. ການລວມຕົວແມ່ເຫຼັກ: ວິທີການນີ້ໃຊ້ສະໜາມແມ່ເຫຼັກທີ່ມີພະລັງເພື່ອຈຳກັດພລາສມາຮ້ອນໄວ້ໃນອຸປະກອນຮູບຊົງໂທຣັສເຊັ່ນ: ໂທກາມັກ ຫຼື ເຄື່ອງປະກອບດາວ. ສະໜາມແມ່ເຫຼັກເຮັດໜ້າທີ່ຮັກສາພລາສມາໃຫ້ໝັ້ນຄົງ ແລະ ຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງທີ່ຕ້ອງການສຳລັບປະຕິກິລິຍາລວມຕົວ. ໂຄງການ ITER (ເຄື່ອງປະຕິກອນທົດລອງຄວາມຮ້ອນນິວເຄລຍສາກົນ) ໃນເອີຣົບແມ່ນໜຶ່ງໃນຄວາມພະຍາຍາມລະດັບສາກົນທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດທີ່ສຸມໃສ່ວິທີການນີ້. ITER tokamak ມີຈຸດປະສົງເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການລວມຕົວແມ່ເຫຼັກສາມາດຜະລິດພະລັງງານໄດ້ຫຼາຍກວ່າທີ່ຈຳເປັນເພື່ອກະຕຸ້ນປະຕິກິລິຍາ.

ຄວາມຄືບໜ້າ ແລະ ໂຄງການຕ່າງໆທີ່ຜ່ານມາ

ITER ແມ່ນໜຶ່ງໃນໂຄງການຟິວຊັນທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ ແລະ ທະເຍີທະຍານທີ່ສຸດທີ່ກຳລັງດຳເນີນຢູ່ໃນປະຈຸບັນ. ດ້ວຍການສະໜັບສະໜູນຈາກຫຼາຍກວ່າ 30 ປະເທດ, ITER ມີຈຸດປະສົງທີ່ຈະເປັນການທົດລອງຟິວຊັນຄັ້ງທຳອິດທີ່ບັນລຸ “ການຈູດ” - ຈຸດທີ່ປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນຜະລິດພະລັງງານຫຼາຍກ່ວາທີ່ມັນໃຊ້. ໃນຂະນະທີ່ ITER ຍັງບໍ່ທັນໄດ້ດຳເນີນງານຢ່າງເຕັມທີ່, ໂຄງການດັ່ງກ່າວມີຄວາມຄືບໜ້າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ແລະ ຄາດວ່າຈະເລີ່ມດຳເນີນການທົດລອງທີ່ເປັນປະໂຫຍດໃນກາງຊຸມປີ 2020.

ນອກເໜືອໄປຈາກ ITER, ໂຄງການຕ່າງໆ ແລະ ບໍລິສັດເອກະຊົນຕ່າງໆກຳລັງເຮັດວຽກເພື່ອພັດທະນາພະລັງງານຟິວຊັນ. ຕົວຢ່າງ, ໃນສະຫະລັດອາເມລິກາ, ສະຖານທີ່ຈູດໄຟແຫ່ງຊາດ (NIF) ທີ່ຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Lawrence Livermore ໃຊ້ວິທີການຟິວຊັນແບບ inertial ກັບເລເຊີພະລັງງານສູງ. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ໃນເອີຣົບ, Joint European Torus (JET) ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນສະຖານທີ່ຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ທົດສອບຫຼັກສຳລັບ ITER.

ໃນຂະແໜງເອກະຊົນ, ບໍລິສັດຕ່າງໆເຊັ່ນ TAE Technologies, General Fusion, ແລະ Commonwealth Fusion Systems ພວມດຳເນີນວິທີການໃໝ່ໆເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫາການລວມຕົວ. ວິທີການໃໝ່ໆ, ເຊັ່ນ: ການນຳໃຊ້ການຕັ້ງຄ່າສະໜາມແມ່ເຫຼັກແບບໃໝ່ ຫຼື ເຕັກນິກວິສະວະກຳວັດສະດຸຂັ້ນສູງ, ຍັງສືບຕໍ່ໄດ້ຮັບການສຳຫຼວດ ແລະ ທົດສອບ.

ອະນາຄົດຂອງພະລັງງານຟິວຊັນ

ການຄາດຄະເນກ່ຽວກັບເວລາທີ່ພະລັງງານຟິວຊັນຈະກາຍເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານທາງການຄ້າທີ່ມີປະສິດທິພາບແມ່ນແຕກຕ່າງກັນ. ຄວາມຄິດໃນແງ່ດີໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນດ້ວຍຄວາມກ້າວໜ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຢີ ແລະ ບົດຮຽນທີ່ໄດ້ຮຽນຮູ້ຈາກການທົດລອງກ່ອນໜ້ານີ້, ແຕ່ຫຼາຍຄົນເວົ້າວ່າພວກເຮົາອາດຈະຍັງຢູ່ໄກຈາກການນຳໃຊ້ທາງການຄ້າຫຼາຍສິບປີ.

ເຖິງວ່າຈະມີສິ່ງທ້າທາຍຕ່າງໆ, ແຕ່ຜົນປະໂຫຍດອັນພິເສດຂອງພະລັງງານຟິວຊັນໃນຖານະເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່ສະອາດ ແລະ ເກືອບບໍ່ຈຳກັດເຮັດໃຫ້ມັນເປັນເປົ້າໝາຍທີ່ສຳຄັນສຳລັບວິທະຍາສາດ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີ. ໂຄງການຂະໜາດໃຫຍ່ເຊັ່ນ ITER ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມມຸ່ງໝັ້ນທົ່ວໂລກໃນການຊອກຫາວິທີແກ້ໄຂພະລັງງານທີ່ສາມາດທົດແທນເຊື້ອໄຟຟອດຊິວ ແລະ ຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານໃນອະນາຄົດໃນລັກສະນະທີ່ຍືນຍົງ.

ໃນຖານະທີ່ເປັນປະເທດກຳລັງພັດທະນາທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການດ້ານພະລັງງານທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາ, ອິນໂດເນເຊຍຍັງມີບົດບາດທີ່ມີທ່າແຮງໃນການພັດທະນາ ແລະ ການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີການປະສົມ. ການຮ່ວມມື ແລະ ການລົງທຶນລະຫວ່າງປະເທດໃນການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ພັດທະນາສາມາດປູທາງໃຫ້ແກ່ການເຊື່ອມໂຍງພະລັງງານປະສົມເຂົ້າໃນໂຄງສ້າງພື້ນຖານພະລັງງານແຫ່ງຊາດໃນອະນາຄົດ.

ພະລັງງານຟິວຊັນບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນຄວາມຝັນເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ເປັນການສະແຫວງຫາທີ່ນຳພາພວກເຮົາໄປສູ່ອະນາຄົດທີ່ສົດໃສ, ສະອາດ ແລະ ຍືນຍົງກວ່າ. ດ້ວຍການເຮັດວຽກໜັກ ແລະ ນະວັດຕະກຳຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນອາດເປັນຄຳຕອບຕໍ່ຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານຂອງໂລກໃນຫຼາຍສັດຕະວັດຕໍ່ໜ້າ.